15. Маслоуказатели

Для увеличения площади поверхности теплоотдачи корпуса редукторов конструируют с охлаждающими ребрами.

Если при этом количество выделенного передачей тепла больше, чем количество тепла, отведенного через стенки корпуса, для охлаждения червячных редукторов используют вентиляторы, которые увеличивают скорость теплообмена. Корпус может обдуваться вентилятором снаружи, либо крыльчатка вентилятора устанавливается на вал червяка. Искусственное воздушное охлаждение используется для редукторов средних и больших размеров.

Для отвода значительного количества теплоты применяют систему жидкостного охлаждения, когда в масляной ванне монтируется змеевик с холодной водой, или циркуляционную смазочную систему.

Основные параметры червячной передачи.

Рис. 16. Схемы червяка и червячного колеса

На рис. 16 показаны основные геометрические параметры червяка и червячного колеса:

p - осевой шаг,

b₁ - длина нарезанной части червяка,

d₁ - диаметр делительной окружности червяка,

d_a1 - диаметр окружности вершин витков,

d_f1 - диаметр окружности впадин витков,

b₂ - ширина венца червячного колеса,

d₂ – диаметр делительной окружности колеса,

d_a2 - диаметр окружности вершин зубьев,

d_f2 - диаметр окружности впадин зубьев,

d_aM2 - наибольший диаметр червячного колеса,

2δ – угол обхвата червяка венцом червячного колеса.

Осевой модуль червячного зацепления m = p_t / π и коэффициент диаметра червяка q = d₁ / m стандартизованы (ГОСТ 19672 – 74) с целью ограничения номенклатуры инструмента, необходимого для нарезания (табл. 1).

Таблица 1

m, мм	2; 2,5; (3); 3,15; (3,5); 4; 5; (6); 6,3; (7); 8; 10; (12); 12,5; (14); 16; 20
q	6,3; (7.1); 8; (9); 10; (12); 12,5; (14); 16; (18); 20; (22,4); 25

Значения модуля и коэффициента диаметра, не заключенные в скобки, являются предпочтительными.

Угол подъема винтовой линии червяка

γ_w = arctg(pz₁ / πd₁) = arctg (z₁ /q),

где z₁ – число заходов (винтовых линий) червяка, определяет величину потерь в зацеплении (коэффициент полезного действия)

η= tg( γ_w) / tg(γ_w+ρ^’),

где ρ^’ = arctg f ^’ - приведенный угол трения, f^’’ – приведенный коэффициент трения.

С увеличением числа заходов z₁ червяка соответственно увеличивается угол подъема винтовой линии γ_w и возрастает коэффициент полезного действия передачи η.

Характерной особенностью работы червячной передачи является большая относительная скорость движения червячной пары, называемая скоростью скольжения v_s, направленная по касательной к линии витка червяка

v_s=(v₁²₊ v₂²)= v₁ /cos γ_w = v₂ /sin γ_w,

где v₁, v₂ – окружные скорости соответственно червяка и червячного колеса.

Экспериментально установлено, что приведенные углы трения и соответственно приведенные коэффициенты трения уменьшаются с увеличением скорости скольжения v_s (табл. 2). Это связано с образованием масляных клиньев в зацеплении и возникновением жидкостного трения. Таким образом, коэффициент полезного действия η возрастает с увеличением скорости скольжения.

Таблица 2

vs, м/с	f ‘	ρ’	vs , м/с	f ‘	ρ’
0,01	0,1…0,12	5°40'…6° 50'	2,5	0,03…0,04	1°40'…2°20'
0,1	0,08…0,09	4°30'…5°10'	3,0	0,028…0,035	1°30'…2°00'
0,25	0,065…0,075	3°40'…4°20'	4,0	0,023…0,030	1°20'…1°40'
0,5	0,055…0,065	3°10'…3°40'	7,0	0.018…0,026	1°00'…1°30'
1,0	0,045…0,055	2°30'…3°10'	10,0	0.016…0,024	0°55'…1°20'
1,5	0,04…0,05	2°20'…2°50'	15,0	0,014…0,020	0°50'…1°10'
2,0	0,035…0,045	2°00'…2°30'

При γ_w < ρ^’ червячная передача, подобно винтовой паре, становится самотормозящей, а ее КПД η ≤ 0,5. Самотормозящие червячные передачи применяют в грузоподъемных механизмах.

Передаточное отношение червячной передачи i =ω₁ / ω₂ = z₂ / z₁ ,

где ω₁ , ω₂ – угловые скорости соответственно червяка и червячного колеса, z₂ – число зубьев червячного колеса.

Межосевое расстояние для передач без смещения исходного контура равно a = 0,5 (d₁+d₂) = 0,5 m (q + z₂).

Остальные зависимости между геометрическими и кинематическими параметрами приведены в бланке отчета к данной работе.

Порядок выполнения работы

1. Определить тип изучаемого редуктора, составить кинематическую схему, дать её характеристику.

2. Частично разобрать редуктор, уяснить назначение каждой детали, произвести замеры в соответствии с таблицей отчёта.

3. Выполнить расчет основных геометрических параметров редуктора.

4. Выполнить кинематический и силовой расчет редуктора.

5. Описать конструкцию редуктора.

Контрольные вопросы

1. Дайте характеристику кинематической схемы изучаемого редуктора.

2. Каково назначение редуктора?

3. Перечислите достоинства и недостатки червячного редуктора по сравнению с зубчатым редуктором?

4. Как соотносятся между собой мощности на входном и выходном валах?

5. Какие факторы влияют на КПД червячного редуктора?

6. Поясните назначение основных деталей изучаемого редуктора.

7. Что представляет собой червяк?

8. Из каких материалов делают червячные колеса?

9. Почему червячные колеса конструируют составными?

10. Как закрепляется червячное колесо на валу в окружном и осевом направлениях?

11. Каковы способы соединения венца червячного колеса с его ступицей?

12. Дайте характеристику опор валов изучаемого редуктора.

13. Какая схема установки подшипников реализована в изучаемом редукторе?

14. Как осуществляется регулирование подшипников?

15. Как регулируется червячное зацепление?

16. Каков способ смазывания червячной передачи?

17. Как смазываются подшипники?

18. На какую глубину следует погружать в масло червяк и червячное колесо?

19. Дайте характеристику уплотнений редуктора.

20. Как осуществляется заливка, контроль и слив масла в редукторе?

21. Как осуществляется охлаждение редуктора?

Литература

1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. – М.: высшая школа, 2000. – 447 с.

2. Решетов Д.Н. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1989. – 496 с.

Лабораторная работа

ИЗУЧЕНИЕ И АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА

1. Кинематическая схема редуктора

2. Измеренные параметры редуктора

Наименование	Обозначение	Результат
Червяк: число заходов шаг осевой (мм) длина нарезанной части (мм) диаметр окружности вершин витков (мм) Червячное колесо: число зубьев ширина (мм) диаметр окружности вершин зубьев (мм) наибольший диаметр (мм)	z1 p b1 dа1 z2 b2 da2 daM2

3. Расчет геометрических параметров редуктора

Наименование	Обозначение	Результат
Модуль зацепления (мм) Модуль зацепления по ГОСТу (мм) Червяк: диаметр делительной окружности (мм) диаметр окружности впадин витков (мм) коэффициент диаметра коэффициент диаметра по ГОСТу начальный угол подъема червяка Червячное колесо: диаметр делительной окружности (мм) диаметр окружности вершин зубьев (мм) диаметр окружности впадин зубьев (мм) диаметр наибольший (мм) Межосевое расстояние (мм) Передаточное число	mp=p /π m d1 = da1 – 2 m df1= d1 – 2,4 m qp= d1 / m q γw = arctg (z1 /q) d2 = m z2 da2 = d2 + 2 m df2 = d2 – 2,4 m daM2da2+6 m/(z1+2) aw = (z2 +q) m / 2 u = z2 / z1